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铁、铜及其化合物的应用
  作者:叶兰峰 玉环县楚门中学   来源:学员作业  发布时间:2012-04-25

课题

苏教版化学1专题三从矿物到基础材料第二单元铁、铜及其化合物的应用

课时

 1

授课对象

高一

 

教学目标

1知识与技能

借助本土资源阀门生产基地铜粉回收利用的案例情景化引课,让学生通过鉴别铜粉中混有铁粉,并比较铁、铜的性质归纳金属的通性与特殊性;通过探索铁和盐酸反应的产物的验证,掌握了铁离子的验证方法;通过振荡氯化亚铁、硫氰化钾的混合液惊奇变化,学生自主推测变化的原因,设计实验方案、积极参与探索实验,亲身感受亚铁离子与铁离子之间的相互转化。

2过程与方法

采用问题探究式教学模式,促进学生主动建构新的知识;通过师生互动、生生互动,引导学生自主学习、合作学习和探究学习,深化学生思维,设计实验方案、亲自探索实验、观察实验现象,培养学习品质;通过生活中琥珀酸亚铁片的案例分析,学生总结归纳了本课时的主要知识内容及应用。

3情感态度与价值观

通过情境化事件激发学生学习化学的兴趣;通过小组讨论、实验养成合作学习的习惯,体会科学探究的过程及方法,强化科学探究意识,培养科学素养;通过学生的实验探究活动,认识化学实验在学习和研究化学中的重要作用,理解科学的严谨性、创新性,培养学生一丝不苟的学习态度、创新意识和实践能力,树立正确的化学观。

教学重难点

重点:Fe2+Fe3+的性质;Fe2+Fe3+的相互转化;Fe2+Fe3+的检验

难点:Fe2+Fe3+的相互转化

 

 

 

教学准备

1仪器:小试管若干支、胶头滴管。

2试剂:0.1mol/LFeCl3溶液、KSCN溶液、铁粉、溴水、新制氯水、0.1mol/LFeCl2溶液等。

 

教学过程

 

导入过程

1就地取材,问题情境

[引课玉环地处浙江东南的黄金海岸,是一个风景秀丽、经济发达的港口城市,是中国主要的阀门、汽摩配件生产基地。生产过程中的铜粉、铁粉要回收和重新利用,但是有不法商贩在回收铜粉时将铁粉掺入其中,以次充好,谋取不义之财。

 

教学步骤
(重难点突破的过程、巩固方法)

[提问你想到哪些方法可以鉴别铜粉中掺入了铁粉?

[学生甲铜粉中掺有铁粉肯定会被磁铁吸引。

[学生乙铜粉中掺有铁粉取少量样品加盐酸肯定会冒气泡。

[教师]甲乙两位同学分别选用了哪类进行方法进行有效鉴别?从方法上看有什么共同特点?并加以评价。

[学生同学甲采用了磁铁吸引铁粉鉴别是物理方法,同学乙采用了盐酸与铁粉反应冒气泡鉴别是化学方法;共同的特点是利用了物质之间的性质差异;并且都操作简便、现象明显。

[提问如何除去铜粉中掺入的铁粉?

[学生盐酸、铜盐溶液等

[事实呈现]铜粉中往往含有少量的铁粉杂质,工业中除去铜粉中少量的铁粉的办法是:将含铁粉的铜粉浸泡在硫酸铜溶液中除去。

[追问请同学们评价生产工业上采取的这种处理方式。

[学生不仅没有浪费掺入的杂质铁粉,而且使铁粉得以充分利用,即置换出来的金属铜是生产所需要的,又能得到亚铁盐溶液。

[过渡铁、铜是否具有其他化学性质呢,请同学们在课本74页交流与讨论栏目处填写相关的化学方程式。

[学生板演]

[讨论上述化学方程式及产物有什么特点呢?

[学生汇报] 1、共同点:铁、铜都能和非金属单质反应;都能从相对应的盐溶液中置换出比本身金属性弱的金属;上述反应都是氧化还原反应。2、铁在遇到不同氧化剂时,得到的化合物中铁元素呈现不同的价态。

设计意图:借助学生身边熟悉的本土资源阀门生产基地在铜粉回收过程中碰到的尴尬点出发,利用情景化引课,让学生想办法进行鉴别并除杂,不仅衔接了初中知识、必修1前面所学知识进行了金属共性的归纳,也为本节课认知冲突的产生埋了充分的铺垫。)

2对比验证,设计生成

[问题铁与盐酸反应,Fe只转化成Fe2+吗?

[学生是的。

[追问如何验证Fe2+?

[学生停顿如果生成的不是Fe2+,那么就可能有Fe3+生成,只要验证Fe3+不存在,也就说明了铁与盐酸反应的产物的确是氯化亚铁。

[追问如何验证Fe3+呢?

[学生取一支装有铁与盐酸反应后的混合溶液的试管中滴加NaOH溶液,若出现红褐色沉淀说明产物中存在Fe3+,反之说明Fe只转化成Fe2+

[教师该同学表述清晰,而且回答非常到位,现在我们的桌面上没有碱溶液试剂只有一种KSCN溶液。

[信息提示在含有Fe3+的溶液中加入硫氰化钾(KSCN)溶液,溶液变成血红色,而在含有Fe2+的溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液不变色。Fe3++3SCN- = Fe(SCN)3 (血红色)

[问题]如何验证?

[学生在铁与盐酸反应后的混合溶液中滴加KSCN溶液,若无明显现象,证明铁与盐酸反应的产物中无Fe3+;反之,产物中存在Fe3+

[演示对比试管1:装有氯化铁溶液的试管中滴加KSCN溶液

试管2:装有铁与盐酸反应后的混合溶液的试管中滴加KSCN溶液

[实验汇报试管1中溶液马上出现血红色;试管2中溶液不变色,仍然保持澄清,说明铁与盐酸反应只生成了Fe2+

[实验过渡取试管3加入铁与盐酸反应后的混合溶液,再滴加KSCN溶液,用力振荡。

[发现问题]三支试管对比发现:试管3中的溶液变成谈红色,比试管1中溶液的颜色浅却比试管2中溶液的颜色深很多。其原因可能是什么?

设计意图:以学生的实验方案出发,借助演示实验加以对比验证,再者在第三支试管的振荡时发现了惊奇现象,资源生成化,学生根据已有知识科学推测,同时学生的实验观察能力、分析思考能力也得以培养。)

3分析旁证,矛盾生成

[学生解释老师刚才的振荡使空气中的氧气充分接触Fe2+,氧气具有氧化性使Fe2+氧化成Fe3+ ,Fe3+遇到原溶液中的SCN所以溶液变红。

[归纳过渡从上述实验证明了Fe2+可以转化成为Fe3+,在此氧化还原反应中Fe2+化合价升高充当还原剂,而氧气中氧元素的化合价降低充当氧化剂。那我们能否选择其他氧化剂同样也实现Fe2+转化为Fe3+呢?

[学生当然有可能。

[思考讨论请同学设计实验方案实现 Fe2+ 氧化成Fe3+;并且检验 Fe3+ 是否生成。

(提供试剂:0.1mol·L-1 FeCl3 溶液、 KSCN溶液、铁粉、溴水、新制氯水、0.1mol·L-1FeCl2溶液等。前后四人为一小组进行讨论)

[方案汇报]

方案一:取一支干净试管,先加入2mL左右的0.1mol·L-1FeCl2溶液,然后滴加少量氯水,再滴加1-2KSCN溶液,观察实验现象

方案二:取一支干净试管,先加入2mL左右的0.1mol·L-1FeCl2溶液,然后滴加1-2KSCN溶液,再滴加少量氯水,观察实验现象

方案三:取一支干净试管,先加入2mL左右的0.1mol·L-1FeCl2溶液,然后滴加1-2KSCN溶液,再滴加少量溴水,观察实验现象

[学生评价方案二、方案三是先向FeCl2溶液滴加KSCN溶液可以验证原溶液是否存在Fe3+,排除干扰的作用,而方案一没有此功能,所以方案二、方案三更有优势。

[活动探究按照方案二、方案三探究。

[温馨提示]选择所需的试剂,取用溶液时要少量(2吸管)

        ②若用到KSCN溶液、溴水或新制氯水则3-5滴为宜

        ③同桌为一小组,并记录实验现象、讨论交流实验得出的结论。          

[实验汇报1] FeCl2溶液滴加KSCN溶液,溶液仍无明显现象,再滴加氯水时,发现溶液呈现红色,说明Fe2+ 能够被氯水氧化成Fe3+

[实验汇报2] FeCl2溶液滴加KSCN溶液,溶液仍无明显现象,再滴加溴水时,发现溶液呈现红色,说明Fe2+ 能够被溴水氧化成Fe3+

[总结概括] Fe2+能够被氧气、氯水、溴水氧化,也就说明还能被其他氧化剂氧化如双氧水、硝酸等。

[实验汇报3] FeCl2溶液滴加KSCN溶液,溶液出现红色,说明原先的FeCl2溶液有部分Fe2+已被氧气氧化。然后在老师的提示下,我们先振荡了FeCl2溶液,再进行实验,发现现象与刚才上述两组同学的现象相同。为什么先振荡就能做成功呢?

[教师引导请同学们仔细观察装有FeCl2溶液的试剂瓶。

[学生有铁钉。

[追问装有FeCl2溶液的试剂瓶中放入铁钉的目的是什么?

[学生若果FeCl2溶液中部分Fe2+被空气中的氧气氧化成Fe3+,因为Fe3+具有氧化性,金属铁具有还原性,两者能发生化学反应,又重新生成了FeCl2

[老师请同学们书写相关的化学方程式。

[学生板演] 2FeCl3+Fe=3 FeCl2

[过渡在实际应用中配制含Fe2+的溶液时,我们常向溶液中加入少量的铁粉。金属铁能够把Fe3+还原成Fe2+,其他金属能否实现同样的转化呢?

[学生铝、锌、铜等。

[教师阐述依据我们初中所学知识,铁能够还原Fe3+,铝、锌的活泼性排在铁之前肯定是可以实现的。在制作印刷电路板的过程中,科技人员就在需要的铜表面涂上石蜡后浸入到FeCl3溶液的反应,然后捞上来,不要的部分就溶解于FeCl3溶液中了,请同学书写相关的离子方程式。

[学生板演] 2 Fe3++Cu=2 Fe2++Cu2+

(设计意图:利用亚铁离子能够被氯水、溴水氧化旁证了亚铁离子被氧气所氧化,同时也可以推断能够被其他氧化剂所氧化。而在预设学生实验过程中的意外现象创设新情景,有些小组在实验中向FeCl2溶液滴加KSCN溶液,溶液出现红色现象的发生,课堂就有了生成。利用生成性资源,学生加以思考分析,自然引出该反应原理在亚铁盐的保持与印刷电路板的制作的应用。

4启示归纳,解决情境

[学习启示物质间的反应实质是微粒间反应。

         ②不同价态相同元素可以相互转化。(FeFe2+Fe3+)    

[过渡学习化学知识是为了更好的应用于生活,不同价态相同元素可以相互转化在生产生活中就有着广泛的应用:如硫酸铜里有加铁就实现了湿法炼铜、铜表面涂上石蜡放入氯化铁溶液中实现了印刷电路板的制作、向亚铁盐中加铁钉可以防止亚铁离子被氧化、Fe2+具有补血作用等等

[案例分析速力菲:琥珀酸亚铁

【主治】用于缺铁性贫血症,预防及治疗用。 【贮藏】密封、遮光,在干燥处保存。

[交流讨论]1、为什么琥珀酸亚铁片要密封保存?

2、结合今天所学的知识,设计实验方案验证药物有无变质?(Fe2+Fe3+)

3、玉环县药监局接到消费者投诉,从某药店买来的琥珀酸亚铁片是假药(认为不含Fe2+),如果你是技术人员准备如何鉴别?

[结论汇报] 1、琥珀酸亚铁片含有亚铁离子,为防止亚铁离子被氧气氧化所以密封保存。

2、取琥珀酸亚铁片去掉糖衣进行研磨,溶解,取上清液滴加KSCN溶液,

观察实验现象,若出现血红色,说明药物已有变质;反之,没有变质。

         3、取琥珀酸亚铁片去掉糖衣进行研磨,溶解,取上清液滴加KSCN溶液,

再滴加氯水,观察实验现象,若出现血红色,说明药物中含有亚铁离子;反

之,无Fe2+

(设计意图:启示归纳——得出结论——推广应用——解决案例的设计思路,既增强学生关注生活中化学知识的热情,也让学生体会化学与人类发展之间的意义。

 

 

板书设计

 

教学反思

本节课教学设计充分体现了从生活走进化学,再从化学走回社会的教学理念,以氧化还原为主线,穿插铁、铜及其化合物的应用知识为副线。首先从玉环的地方性资源出发,引出铁、铜金属的各自性质,比较归纳金属与不同氧化剂反应的产物特点,再探铁和盐酸反应的产物,对比分析三支试管中不同颜色的变化,因而自然引发出Fe2+Fe3+的相互转化,并让学生设计实验方案,亲自完成实验操作,描述实验现象,学生加以概括总结,再探亚铁盐的保持及其相关性质的应用,并最后运用本课时知识解决生活案例而圆满结束。为了让学生在课堂上获得更多的知识,做到的成功之处分别:

1情景生活化

以玉环人民身边的地方性企业在购买铜粉时遇到的问题作为情景引入,不但学生熟悉并且也感兴趣,构建起了学与教的桥梁。

2衔接自然化

在鉴别铜粉中有铁粉、除去混在铜粉中的铁粉、回顾初高中知识已学知识后,通过比较归纳分析,发现铁在不同氧化剂作用下得到不同价态的产物而后引出探究铁和盐酸反应的产物,使本节课的各个衔接过渡非常的自然顺畅。

3探究科学化

本节课教学重点内容是Fe2+Fe3+的相互转化,在探究铁和盐酸反应产物时教学的设计是非常科学的,先猜想,然后学生设计方案,再对比验证,又发现振荡后的试管变红,再思考分析,然后学生设计方案,再加以旁证,在实验过程又发现问题(向氯化亚铁中滴加KSCN溶液直接变红),思考分析。环环相扣,而且都是学生一环接一环的进行学习探究,实验教学的科学性很强。

4资源生成化

本节课教学难点是怎样实现Fe2+转化为Fe3+,再由Fe3+转化回到Fe2+,这个衔接过渡还是比较难的。原先的教学设计是这样的,学生做完在氯化亚铁溶液中滴加1-2KSCN溶液,再滴加氯水溶液变红,证明了氯水也能氧化Fe2+总结归纳后,再让学生观察为何昨天配制得到的氯化亚铁溶液中的亚铁离子仍然没被氧化,用以衔接。而在教学过程中,学生实验的一个惊奇(溶液变红),课堂教学老师的沉着处理,让学生有了思考,对问题有了质疑(为什么振荡一下就没有Fe2+了呢?)课堂生成性资源被任课老师捕捉,并让学生加以挖掘,从而顺利的解决了学生的质疑。

这样设计,推迟结论呈现的时间,让学生有足够的时间思考、想象、动手动脑探索,最大限度地挖掘学生的潜能,使学生充分体会到成功的喜悦。

 

 

 
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